一种应变轴承、谐波减速器及机器人关节制造技术

本实用新型专利技术涉及机器人技术领域，具体涉及一种应变轴承、谐波减速器及机器人关节。一种应变轴承，包括：外圈；内圈，所述内圈转动装配在所述外圈的内周，所述内圈包括外环部和内环部，所述外环部与所述外圈转动配合，所述外环部和所述内环部之间通过若干个应变桥连接成一体；应变计，至少一个所述应变桥上设置有所述应变计。一种谐波减速器，包括：应变轴承；减速器，所述减速器包括凸轮、具有内齿的钢轮和柔轮，所述钢轮与所述应变轴承的外圈固定装配，所述柔轮的一端与所述钢轮啮合，所述柔轮的另一端与所述应变轴承的内圈的内环部随动配合。解决了现有技术中对机器人关节力的检测无法兼顾控制精度和结构体积的技术问题。无法兼顾控制精度和结构体积的技术问题。无法兼顾控制精度和结构体积的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种应变轴承、谐波减速器及机器人关节


[0001]本技术涉及机器人
，具体涉及一种应变轴承、谐波减速器及机器人关节。

技术介绍

[0002]现有技术中，机器人作为高端智能设备，其可进行近距离协同工作，可取代传统工业中的人工操作，有效提高企业的生产水平和生产效率。对于机器人来说，其核心组件是关节结构，关节结构的性能决定了机器人在协同工作中的灵活性、安全性和准确性。
[0003]为了实现人机协作安全性及精确的末端力控制，现有的一些机器人关节采用了电流采集转化为力矩控制方法以及增设力矩传感器感知关节扭矩；依靠电流环反馈实现对关节力的控制，增设扭矩传感器反馈关节力。依靠采集电流转化为关节输出力矩其控制精度低，无法满足实际需求。增设扭矩传感器，关节力控制精度高，但是增加了非常高的成本、结构变得非常笨重、关节尺寸增加、机器人本体钢度变差、机器人末端精度变差。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中对机器人关节力的检测无法兼顾控制精度和结构体积的技术问题，本技术提供了一种应变轴承、谐波减速器及机器人关节，解决了上述技术问题。本技术的技术方案如下：
[0005]一种应变轴承，包括：
[0006]外圈；
[0007]内圈，所述内圈转动装配在所述外圈的内周，所述内圈包括外环部和内环部，所述外环部与所述外圈转动配合，所述外环部和所述内环部之间通过若干个应变桥连接成一体；
[0008]应变计，至少一个所述应变桥上设置有所述应变计。
[0009]本技术的应变轴承，采用在应变轴承上集成应变计，如此，当应变轴承被应用到机器人关节中时，应变轴承上的应变计即可用于检测机器人关节力，而无需另外设置扭矩传感器，不会增加结构的体积；此外，在应变轴承的内圈设置应变桥结构，当外部有扭力时，应变桥产生微量变形，应变桥上的应变计随之变形，如此可获取机器人关节实时承受扭矩，提高关节整体安全可靠度，同时又不会增加关节尺寸。
[0010]根据本技术的一个实施例，所述应变桥具有金属表面，所述应变计通过粘接剂固定于所述应变桥的金属表面上。
[0011]根据本技术的一个实施例，所述应变桥为多个，多个应变桥沿周向均匀分布，所述应变计为至少两个，所有应变计位于同一面。
[0012]根据本技术的一个实施例，多个所述应变桥呈轮辐结构，所述应变桥与所述外环部、所述内环部连接的端部设置有圆角。
[0013]根据本技术的一个实施例，所述应变计为4个，4个应变计沿周向均匀分布。
[0014]根据本技术的一个实施例，还包括应变片信号处理板，所述应变片信号处理板正对所述应变计设置。
[0015]根据本技术的一个实施例，所述应变桥相较于所述内圈的外环部和内环部呈凹陷状，所述应变片信号处理板套设在所述内圈的内环部上，所述应变片信号处理板位于所述外环部和所述内环部之间的凹陷空间内。
[0016]一种谐波减速器，包括：
[0017]应变轴承；
[0018]减速器，所述减速器包括凸轮、具有内齿的钢轮和柔轮，所述钢轮与所述应变轴承的外圈固定装配，所述柔轮的一端与所述钢轮啮合，所述柔轮的另一端与所述应变轴承的内圈的内环部随动配合。
[0019]根据本技术的一个实施例，所述减速器位于所述应变轴承的远离应变计的轴向一侧。
[0020]一种机器人关节，包括谐波减速器；电机，所述电机的驱动轴驱动所述凸轮转动；编码器码盘；应变片信号处理板，所述应变片信号处理板用于对所述应变计测量的信号进行转化；主控板，所述应变片信号处理板、所述电机和所述编码器码盘均与所述主控板电连接。
[0021]根据本技术的一个实施例，所述应变片信号处理板与所述主控板集成设置。
[0022]根据本技术的一个实施例，所述机器人关节的轴向中部为大中空结构，以穿过线束。
[0023]基于上述技术方案，本技术所能实现的技术效果为：
[0024]1.本技术的应变轴承，通过设置应变轴承的内圈包括内环部和外环部，内环部和外环部通过应变桥连接成一体，应变计装配在应变桥上，如此，当应变轴承被应用到机器人关节中时，应变轴承上的应变计即可用于检测机器人关节力，而无需另外设置扭矩传感器，不会增加结构的体积；此外，在应变轴承的内圈设置应变桥结构，当外部有扭力时，应变桥产生微量变形，应变桥上的应变计随之变形，如此可获取机器人关节实时承受扭矩，提高关节整体安全可靠度，同时又不会增加关节尺寸；
[0025]2.本技术的应变轴承，应变计通过粘接剂固定在应变桥的金属表面，方便对应变计的固定，操作方便，成本低；
[0026]3.本技术的应变轴承，应变桥设置为多个且周向均匀分布，可保证整体结构的稳定性；应变计设置为至少两个，则保证测量的准确性；所有应变计位于同一面，方便对应变片信号处理板的装配；应变桥呈轮辐结构，应变桥与外环部、内环部连接的端部设置有圆角，可避免应力集中，抗弯性能好，保证结构的稳定性；
[0027]4.本技术的应变轴承，应变桥相较于内圈的外环部和内环部呈凹陷状，应变片信号处理板套设在内环部上，并位于凹陷处，可保证应变片信号处理板靠近且正对应变计设置，还不会增加应变轴承的体积；
[0028]5.本技术的谐波减速器，包括应变轴承和减速器，钢轮与应变轴承的外圈固定装配，柔轮的一端与钢轮啮合，柔轮的另一端与应变轴承的内圈的内环部随动配合，则应变轴承可用于检测减速器输出扭力大小，实现对机器人关节扭矩输出的的精确控制，进而解决机器人关节由于增设扭力传感器导致刚性不足、机器人末端精度降低等问题；
[0029]6.本技术的机器人关节，还设置有主控板，主控板与应变片信号处理板、电机、编码器码盘均电连接，主控板可实时接收应变片信号处理板传递的信号，应变计产生变形时，应变计的电阻发生变化，其会输出一定的电压信号，通过导线传递给主控板，主控板上的AD模块进行A/D转换，MCU模块对信号进行计算处理并由通信模块输出，可传递至机器人控制板。应变片信号处理板除了可位于外环部和内环部之间的凹陷空间内外，还可集成到主控板上，进一步紧凑结构，可实现模块化、小型化。
附图说明
[0030]图1为本技术的应变轴承的结构示意图；
[0031]图2为省去应变片信号处理板后的应变轴承的结构示意图；
[0032]图3为图2的A
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A剖视图；
[0033]图4为本技术的谐波减速器的结构示意图；
[0034]图5为谐波减速器的剖视图；
[0035]图6为省去应变片信号处理板后的谐波减速器的结构示意图；
[0036]图7为本技术的机器人关节的结构示意图；
[0037]图8为机器人关节的主视图；
[0038]图9为图8的B
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B剖视图；
[0039]图中：1
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外圈；11
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应变轴承，其特征在于，包括：外圈(1)；内圈(2)，所述内圈(2)转动装配在所述外圈(1)的内周，所述内圈(2)包括外环部(21)和内环部(22)，所述外环部(21)与所述外圈(1)转动配合，所述外环部(21)和所述内环部(22)之间通过若干个应变桥(23)连接成一体；应变计(3)，至少一个所述应变桥(23)上设置有所述应变计(3)。2.根据权利要求1所述的一种应变轴承，其特征在于，所述应变桥(23)具有金属表面，所述应变计(3)通过粘接剂固定于所述应变桥(23)的金属表面上。3.根据权利要求1所述的一种应变轴承，其特征在于，所述应变桥(23)为多个，多个应变桥(23)沿周向均匀分布，所述应变计(3)为至少两个，所有应变计(3)位于同一面。4.根据权利要求3所述的一种应变轴承，其特征在于，多个所述应变桥呈轮辐结构，所述应变桥与所述外环部、所述内环部连接的端部设置有圆角。5.根据权利要求3所述的一种应变轴承，其特征在于，所述应变计(3)为4个，4个应变计(3)沿周向均匀分布。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种应变轴承，其特征在于，还包括应变片信号处理板(4)，所述应变片信号处理板(4)正对所述应变计(3)设置。7.根据权利要求6所述的一种应变轴承，其特征在于，所述应变桥(23)相较于所述内圈(2)的外环部(21)和内环部(22)呈凹陷状，所述应变片信号处理板(4)套设在所述内圈(2)的内环部...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏洪兴，崔元洋，张海豹，
申请(专利权)人：遨博北京智能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：